DE102017128649A1

DE102017128649A1 - Schätzung von stickoxidwerten für fahrzeuge

Info

Publication number: DE102017128649A1
Application number: DE102017128649.7A
Authority: DE
Inventors: Yue-Yun Wang; Gongshin Qi; Guiseppe Mazzara Bologna
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2037-12-02
Also published as: DE102017128649B4; US10240506B2; US20180163604A1

Abstract

Es werden Verfahren, Systeme und Fahrzeuge zur Schätzung von Stickoxidwerten für Fahrzeuge bereitgestellt. Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein System einen Speicher und einen Prozessor. Der Speicher ist dazu konfiguriert, ein oder mehrere kinetische Modelle zu speichern, die sich auf ein Antriebssystem für ein Fahrzeug beziehen. Der Prozessor ist dazu konfiguriert, zumindest das Erhalten eines Stickstoffwerts in Bezug auf eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit) des Antriebssystems zu erleichtern, wobei eine anfängliche Stickoxidmessung über einen Stickoxidsensor des Antriebssystems erhalten wird, wobei die Stickstoffwerte als eine Eingabe für das eine oder die mehreren kinetischen Modelle, die sich auf das Antriebssystem beziehen, verwendet werden, um eine kinetische Modellausgabe aus dem einen oder den mehreren kinetischen Modellen zu erzeugen und einen aktualisierten Wert für die anfängliche Stickoxidmessung basierend auf der kinetischen Modellausgabe abzuschätzen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge, und insbesondere das Schätzen von Stickoxidwerten für Fahrzeuge.
HINTERGRUND
Bestimmte heutige Fahrzeuge, zum Beispiel einschließlich bestimmter Dieselkraftstofffahrzeuge, verwenden eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit), die direkt oder indirekt mit einem Motor des Fahrzeugs verbunden ist, um Stickoxide in dem Abgas zu reduzieren. SCR-Einheiten wandeln im Allgemeinen Stickoxide (auch allgemein als NO_x) zu Stickstoff und Wasser um, mit Hilfe von Ammoniak oder Harnstofflösung, die in die SCR-Einheit eingespritzt wird. Die Menge an Ammoniak oder Harnstofflösung, die eingespritzt wird, basiert auf einer gemessenen Menge an Stickoxid.
Jedoch können Stickoxidsensoren eine Querempfindlichkeit mit Ammoniak aufweisen, was zu Schwierigkeiten beim genauen Messen der Stickoxidkonzentration führen kann.
Dementsprechend ist es wünschenswert, Verfahren und Systeme zur verbesserten Schätzung von Stickoxidwerten für Fahrzeuge bereitzustellen. Es ist auch wünschenswert, Verfahren, Systeme und Fahrzeuge bereitzustellen, die derartige Techniken anwenden. Andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden des Weiteren aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Erhalten eines Stickoxidkonzentrationswerts, der zu einer selektiven katalytischen Reduktionseinheit (SCR-Einheit) eines Antriebssystems für ein Fahrzeug gehört, unter Verwendung des Stickoxidwerts als Eingabe für ein oder mehrere das Antriebssystem betreffende kinetische Modelle, über einen Prozessor, um aus dem einen oder den mehreren kinetischen Modellen eine kinetische Modellausgabe zu erzeugen, eine anfängliche Stickoxidmessung über einen Stickoxidsensor des Antriebssystems und einen aktualisierten Wert für die anfängliche Stickoxidmessung über den Prozessor, basierend auf der kinetischen Modellausgabe, zu erhalten.
Gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform wird ein System bereitgestellt. Das System beinhaltet einen Speicher und einen Prozessor. Der Speicher ist konfiguriert, um ein oder mehrere kinetische Modelle zu speichern, die sich auf ein Antriebssystem für ein Fahrzeug beziehen. Der Prozessor ist konfiguriert, um zumindest das Erhalten eines Stickoxidwerts in Bezug auf eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit) des Antriebssystems zu erleichtern, wobei eine anfängliche Stickoxidmessung über einen Stickoxidsensor des Antriebssystems erhalten wird, wobei die Stickoxidwerte als eine Eingabe für das eine oder die mehreren kinetischen Modelle, die sich auf das Antriebssystem beziehen, verwendet werden, um eine kinetische Modellausgabe aus dem einen oder den mehreren kinetischen Modellen zu erzeugen und einen aktualisierten Wert für die anfängliche Stickoxidmessung basierend auf der kinetischen Modellausgabe abzuschätzen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den nachstehenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin gilt:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs, das ein Antriebssystem beinhaltet, das einen Motor, einen oder mehrere Stickoxidsensoren, selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit) und ein Steuersystem beinhaltet, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Antriebssystems von 1, einschließlich des Motors, des einen oder der mehreren Stickoxidsensoren, der SCR-Einheit und des Steuersystems davon gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 ist ein schematisches Diagramm eines der Stickoxidsensoren der 1 und 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
4 ist ein Funktionsblockdiagramm des Steuersystems der 1 und 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Schätzen eines aktualisierten Werts für eine anfängliche Stickoxidmessung eines Stickoxidsensors, der in Verbindung mit dem Fahrzeug von 1, dem Antriebssystem von 1 und 2, den Stickoxidsensoren von 2 und 3 und dem Steuersystem von 2 und 4 verwendet werden kann. gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen derselben in keiner Weise einschränken. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
1 veranschaulicht ein Fahrzeug 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform. Das Fahrzeug umfasst einen Körper 102, ein Fahrgestell 104, ein oder mehrere Räder 106, eine oder mehrere Antriebswellen (oder Achsen) 108 und ein Antriebssystem 110. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 100 ein Automobil; das kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren. Das Fahrzeug 100 kann eines aus einer Reihe verschiedener Typen von Automobilen und/oder anderen Fahrzeugen sein, wie zum Beispiel eine Limousine, ein Kombi, ein Lastwagen oder eine Geländelimousine (SUV), und über einen Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Hinterrad- oder Frontantrieb), Vierradantrieb (4WD) oder Allradantrieb (AWD) verfügen.
Die Karosserie 102 ist auf dem Fahrgestell 104 angeordnet und umschließt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 102 und das Fahrgestell 104 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 106 sind jeweils mit dem Fahrgestell 104 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 102 drehbar verbunden. In einer Ausführungsform umfasst jedes Rad 106 eine Radanordnung, die einen Reifen sowie ein Rad und zugehörige Komponenten beinhaltet (und die im Rahmen dieser Anmeldung auch gemeinsam als „Rad 106“ bezeichnet werden). Das Antriebssystem 110 ist mit zumindest einigen der Räder 106 über eine oder mehrere Antriebswellen 108 (oder Achsen) verbunden und treibt die Räder 106 über die Achsen 108 an. Während das Fahrzeug 100 in 1 mit vier Rädern 106 und zwei Achsen 108 gezeigt ist, versteht es sich, dass das Fahrzeug 100 in verschiedenen anderen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl an Rädern 106, Achsen 108 und/oder anderen Komponenten aufweisen kann.
Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, enthält das Antriebssystem 110 Merkmale für eine potenziell verbesserte Schätzung von Stickoxid für das Antriebssystem 110, wie dies beispielsweise in den Strukturdiagrammen der 2-4 für das Antriebssystem 110 und Komponenten davon und dem Ablaufdiagramm von 5 für das Verfahren 500 zur Schätzung von Stickoxid für das Antriebssystem 110 des Fahrzeugs 100 weiter ausgeführt ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Funktionsblockdiagramm der ersten Ebene für das Antriebssystem 110 von 1 bereitgestellt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 2 dargestellt, beinhaltet das Antriebssystem 110 einen Motor 202, eine erste Oxidationskatalysatoreinheit 204, einen ersten Stickoxidsensor 206, einen ersten Temperatursensor 208, einen Tank 210, eine Pumpe 212, ein Dosiermodul 214, ein Steuersystem 216, eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit) 218, einen zweiter Stickoxidsensor 220, einen zweiten Temperatursensor 222, einen Ammoniaksensor (NH3-Sensor) 224 und eine zweite Oxidationskatalysatoreinheit 226.
Der Motor 202 wird verwendet, um das Fahrzeug 100 anzutreiben, beispielsweise durch Antreiben der Räder 106 über die Achsen 108. In einer Ausführungsform umfasst der Motor 202 einen Dieselmotor, der mit Dieselkraftstoff betrieben wird. Dies kann jedoch in anderen Ausführungsformen variieren.
Die erste Oxidationskatalysatoreinheit 204 ist mit dem Motor 202 gekoppelt und empfängt einen Gasstrom (z. B. einen Abluftstrom von diesem). In einer Ausführungsform, in der der Motor 202 einen Dieselmotor 202 umfasst, umfasst die erste Oxidationskatalysatoreinheit 204 eine Dieseloxidationskatalysatoreinheit (DOC-Einheit) 204. In der dargestellten Ausführungsform ist die DOC-Einheit 204 stromabwärts des Motors 202 angeordnet und wandelt Stickoxid (NO) in Stickstoffdioxid (NO₂) um. Es versteht sich, dass in bestimmten Ausführungsformen (z. B. in denen der Motor 202 kein Dieselmotor sein kann), dann eine oder mehrere andere erste Katalysatoreinheiten 204 verwendet werden können.
Der erste Temperatursensor 208 misst eine Temperatur des Gasstroms von der ersten Oxidationskatalysatoreinheit 204. Der erste Stickoxidsensor 206 misst eine Stickoxidkonzentration (z. B. NO oder NO₂ Konzentration) des Gasstroms, beispielsweise von der ersten Oxidationskatalysatoreinheit 204. In einer Ausführungsform befindet sich der erste Stickoxidsensor 206 in oder nahe einem Auslass des Motors. In einer anderen Ausführungsform befindet sich der erste Stickoxidsensor 206 in oder nahe einem Auslass der DOC-Einheit 204. Ein detaillierteres schematisches Diagramm des ersten Stickoxidsensors 206 ist in 3 dargestellt und wird weiter unten in Verbindung damit beschrieben. Der Gasstrom von der ersten Oxidationskatalysatoreinheit 204 ist in 2 als Gasstrom 209 dargestellt und strömt in Richtung der SCR-Einheit 218.
Wie in 2 gezeigt wird der Gasstrom 209 vor Erreichen der SCR-Einheit 218 mit einer Harnstoff- und/oder einer Ammoniakeinspritzung 213 aus einem Ammoniak- oder Harnstofftank 210 über eine Pumpe 212, ein Dosiermodul 214 und ein Steuersystem 216 eingespritzt. Insbesondere enthält das Steuersystem 216 (welches in einer Ausführungsform einen Prozessor und einen Speicher enthält, weiter unten erörtert) in einer Ausführungsform Anweisungen (die in dem Speicher gespeichert sind und vom Prozessor bereitgestellt und ausgeführt werden) zum Ermitteln einer geeigneten Menge von, und Steuerung der Abgabe der Harnstoffeinspritzung 213 (z. B. in einer Ausführungsform einschließlich NH₃) vom Tank 210 über die Pumpe 212 und liefert über das Dosiermodul 214 Anweisungen zur Abgabe einer geeigneten Menge der Ammoniakeinspritzung 213 an den Gasstrom 209. In einer Ausführungsform umfasst die Injektion 213 anfänglich Harnstoff oder CO(NH₂) und hat sich, bevor die Einspritzung den SCR-Katalysator erreicht, bereits zu NH₃ (Ammoniak) und CO₂ (Kohlendioxid) (z. B. aufgrund von Temperaturen über zweihundert Grad Celsius) zersetzt. Alternativ wird in einer anderen Ausführungsform Ammoniak (NH₃) direkt in SCR eingespritzt. Ein detaillierteres schematisches Diagramm des Steuersystems 216 ist in 4 dargestellt und wird weiter unten in Verbindung damit beschrieben.
In einer Ausführungsform, wie weiter unten in Verbindung mit dem Verfahren 500 von 5 ausführlicher erörtert wird. beinhaltet das Steuersystem 216 auch Anweisungen zum Modulieren der Menge der Ammoniakeinspritzung 213 zumindest teilweise basierend auf einem geschätzten Ammoniakschlupfniveau von der SCR-Einheit 218. Zusätzlich wird in einer Ausführungsform die Ammoniakeinspritzung durch das Steuersystem 216 durch ein Regelkreissteuersystem ausgeführt. In einer Ausführungsform regelt ein Dosiersteuersystem basierend auf der Rückmeldung von der Sensormessung des Förderleitungsdrucks eine Drehzahl der Pumpe 212 und eine Einspritzdüsenöffnung (nicht dargestellt), um den Ammoniak in den Gasstrom 209 einzuspritzen.
Während er sich in der SCR-Einheit 218 befindet, reagiert der Gasstrom (einschließlich vom Motor 202 stammendem Abgas) mit Ammoniak (z. B. NH₃) auf einer Katalysatoroberfläche der SCR-Einheit 218 (z. B. als Ergebnis der Ammoniakeinspritzung 213). Dies führt zu einer gewünschten Reduktion von Stickoxidkonzentration (NOx-Konzentration) aus dem Abgas. Wie in 2 dargestellt, wird ein Ammoniakkonzentrationsmodell 217 an die SCR-Einheit 218 angelegt, um einen Ammoniakabdeckungsgrad des Katalysators auf der Oberfläche der SCR-Einheit 218 zu schätzen.
Nach dem Verlassen der SCR-Einheit 218 strömt der kontinuierliche Gasstrom 219 von der SCR-Einheit 218 in Richtung des zweiten Oxidationskatalysators 226. In der dargestellten Ausführungsform misst ein zweiter Stickoxidsensor 220 eine Stickoxidkonzentration des kontinuierlichen Gasstroms 219. Ein detaillierteres schematisches Diagramm des zweiten Stickoxidsensors 220 ist in 3 dargestellt und wird weiter unten in Verbindung damit beschrieben. In der dargestellten Ausführungsform misst ein zweiter Temperatursensor 222 auch eine Temperatur des kontinuierlichen Gasstroms 219, wenn er aus der SCR-Einheit 218 austritt. Zusätzlich besteht, wie in 2 dargestellt, eine Möglichkeit zur Installation eines zusätzlichen Ammoniaksensors 224, um ein Ammoniakniveau (z. B. NH₃-Niveau) des kontinuierlichen Gasstroms 219 zu messen. Der zweite Oxidationskatalysator 228 oxidiert den Gasstrom weiter und entfernt restliches Ammoniak aus dem Abgasstrom, was zu einem endgültigen Abgasstrom 228 führt, der aus dem zweiten Oxidationskatalysator 228 und letztendlich aus dem Fahrzeug 100 austritt.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein schematisches Diagramm für einen Stickoxidsensor des Antriebssystems 110 der 1 und 2 gezeigt (z. B. der erste Stickoxidsensor 206 und/oder der zweite Stickoxidsensor 220). In einer besonderen Ausführungsform bezieht sich 3 auf den zweiten Stickoxidsensor 220. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Stickoxidsensor 206, 220 eine erste Kammer 302 und eine zweite Kammer 304. Ein erster Gasstrom 306 tritt entweder direkt oder indirekt vom Motor 202 in die erste Kammer 302 ein. Im Fall des ersten Stickoxidsensors 206 von 2 ist der erste Gasstrom 306 Teil des Gasströmungspfades 209 von 2, stromabwärts des Motors 202 (und das schließt Abgas ein, das vom Motor 202 stammt). In dem Fall des zweiten Stickoxidsensors 220 ist der erste Gasstrom 306 ein Teil des kontinuierlichen Gasstroms 219 von 2 (und das schließt auch Abgas ein, das vom Motor 202 stammt).
In der ersten Kammer 302 tritt eine erste Sequenz 308 auf, die verschiedene Reaktionen 310 beinhaltet und dazu führt, dass Sauerstoff (O₂) aus dem Stickoxidsensor 206, 220 herausgepumpt 312 wird. Insbesondere beinhalten in einer Ausführungsform die Reaktionen 310 der ersten Kammer 302 chemische Reaktionen von NO₂ zu NO und von CO, HC, H₂ zu CO₂, H₂O. In einer Ausführungsform beinhalten die Reaktionen 310 der ersten Kammer 302 auch nicht-chemische Reaktionen von N₂, CO₂, H₂O. In einer Ausführungsform bezieht sich die nicht-chemische Reaktion darauf, dass keine weitere chemische Reaktion involviert ist, beispielsweise weil N₂, CO₂ und H₂O die stabilsten Verbindungen sind.
Ein kontinuierlicher Gasstrom 314, der aus der ersten Sequenz 308 resultiert, fließt von der ersten Kammer 302 zu der zweiten Kammer 304. Wie ebenfalls in 3 dargestellt, tritt in der zweiten Kammer 304 eine zweite Sequenz 316 auf, die verschiedene Reaktionen 318 beinhaltet und resultierenden Sauerstoff (O₂) aus dem Stickoxidsensor 206, 220 herauspumpt 320. Insbesondere beinhalten in einer Ausführungsform die Reaktionen 318 der zweiten Kammer 304 die chemische Hauptreaktion (in 3 als Reaktion 319 bezeichnet) NO ↔ ½ N₂ + ½ O₂. In einer Ausführungsform ist eine Schaltung 319 innerhalb der zweiten Kammer 304 angeordnet und misst eine aus der zweiten Kammer 304 herausgepumpte Sauerstoffkonzentration (O₂), die proportional zum NO in der zweiten Kammer ist, daher wird NOx gemessen.
Wie ebenfalls in 3 gezeigt, beinhaltet der Stickoxidsensor 206, 220 einen oder mehrere Heizer 322, der/die die Kammertemperatur auf bis zu 700 °C erwärmt.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein detaillierteres Funktionsblockdiagramm für das Steuersystem 216 der 1 und 2 gezeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 4 dargestellt, umfasst das Steuersystem 216 ein Computersystem. In bestimmten Ausführungsformen kann das Steuersystem 216 auch einen oder mehrere der Sensoren und/oder andere Komponenten des Antriebssystems 110, eine oder mehrere andere Vorrichtungen und/oder Systeme und/oder Komponenten davon beinhalten.
In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Computersystem des Steuersystems 216 einen Prozessor 402, einen Speicher 404, eine Schnittstelle 406, eine Speichervorrichtung 408 und einen Bus 410. Der Prozessor 402 führt die Berechnungen und Steuerfunktionen des Steuersystems 216 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrerer Prozessoren, einzelne integrierte Schaltkreise, wie z. B. ein Mikroprozessor oder eine geeignete Anzahl integrierter Schaltkreise und/oder Leiterplatten umfassen, die zusammenwirken, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit auszuführen. Während des Betriebs führt der Prozessor 402 ein oder mehrere in dem Speicher 404 enthaltene Programme aus und steuert als solches den allgemeinen Betrieb des Steuersystems 216 und des Computersystems des Steuersystems 216, im Allgemeinen bei der Ausführung der hierin beschriebenen Prozesse, wie z. B. diejenigen, die weiter unten in Verbindung mit 5 beschrieben werden.
Bei dem Speicher 404 kann es sich um eine beliebige Art eines geeigneten Speichers handeln. So kann der Speicher 404 beispielsweise verschiedene Arten von dynamischem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), z. B. SDRAM, verschiedene statische RAM-Arten (SRAM) und verschiedene Arten von nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) beinhalten. In bestimmten exemplarischen Ausführungsformen befindet sich der Speicher 404 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 402 und/oder ist gemeinsam mit demselben angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform speichert der Speicher 404 das oben erwähnte Programm 414 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Werten 416 (z. B. einem oder mehreren kinetischen Modellen für das Antriebssystem 110).
Der Bus 410 dient zur Übertragung von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems im Steuersystem 216. Die Schnittstelle 406 ermöglicht eine Kommunikation mit dem Computersystem des Steuersystems 216, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Verfahrens und einer geeigneten Vorrichtung implementiert werden. In einer Ausführungsform erhält die Schnittstelle 406 die verschiedenen Daten von den Sensoren des Antriebssystems 110. Die Schnittstelle 406 kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 406 kann zudem eine oder mehrere Netzwerkschnittstelle(n) für die Kommunikation mit Technikern enthalten und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen für die Verbindung mit Speichervorrichtungen, wie z. B. dem Speichergerät 408.
Bei dem Speichergerät 408 kann es sich um eine geeignete Art von Speichervorrichtung, darunter auch um Direktzugriffsspeichergeräte, wie z. B. Festplattenlaufwerke, Flashsysteme, Diskettenlaufwerke und optische Speicherplatten, handeln. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Speichervorrichtung 408 ein Programmprodukt, aus dem der Speicher 404 ein Programm 414 empfangen kann, das eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Verfahren der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie beispielsweise die weiter unten in Verbindung mit 5 beschriebenen Schritte. In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt im Speicher 404 und/oder auf einer Speicherplatte (z. B. Speicherplatte 418), wie der weiter unten erläuterten, gespeichert sein und/oder anderweitig darauf zugegriffen werden.
Der Bus 410 kann aus beliebigen geeigneten physischen oder logischen Mitteln zur Verbindung von Computersystemen und Komponenten bestehen. Dies schließt ohne Einschränkung auch direkt verdrahtete Verbindungen, Faseroptik, sowie Infrarot- und Drahtlosbustechnologien ein. Während des Betriebs wird das Programm 414 im Speicher 404 gespeichert und durch den Prozessor 402 ausgeführt.
Obgleich diese exemplarische Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben wird, versteht es sich, dass Fachleute auf dem Gebiet Erfassen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmprodukt auf einem oder mehreren der Typen nicht transitorischer, computerlesbarer Signalträgermedien, die für die Speicherung und Verbreitung des Programms und der zugehörigen Befehle verwendet werden, wie z. B. auf einem nicht transitorischen, computerlesbaren Medium mit dem Programm und den Computerbefehlen, die einen Computerprozessor (wie den Prozessor 402) dazu veranlassen, das Programm auszuführen, verbreitet werden können. Ein derartiges Programmprodukt kann vielerlei Formen annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung in gleicher Weise, unabhängig von der spezifischen für die Verbreitung verwendeten Art von computerlesbarem Signalträgermedium, Anwendung findet. Zu den Beispielen für Signalträgermedien gehören: beschreibbare Medien, wie z. B. Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Speicherplatten, sowie Übertragungsmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es versteht sich, dass cloudbasierte Speicherung und/oder andere Techniken in bestimmten Ausführungsformen auch zur Anwendung kommen können. Ebenso versteht es sich, dass das Computersystem des Steuersystems 216 auch in anderen Punkten von der in 4 dargestellten Ausführungsform abweichen kann, beispielsweise darin, dass das Computersystem des Steuersystems 216 mit einem oder mehreren dezentralen Computersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt werden oder diese anderweitig nutzen kann.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 500 zum Schätzen eines aktualisierten Werts für eine anfängliche Stickoxidmessung eines Stickoxidsensors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform bereitgestellt. In einer Ausführungsform ist das Verfahren 500 in Verbindung mit dem Fahrzeug 100 von 1, dem Antriebssystem 110 von 1 und 2, den Stickoxidsensoren 206 und/oder 220 der 2 und 3, und dem Steuersystem 216 von 2 und 4 implementiert.
Wie in 5 dargestellt beginnt das Verfahren 500 bei 502. In einer Ausführungsform beginnt das Verfahren 500, wenn ein Fahrzeug in Betrieb ist, beispielsweise wenn das Antriebssystem 110 des Fahrzeugs 100 aktiviert oder eingeschaltet ist und/oder wenn sich das Fahrzeug 100 in einem „Fahrmodus“ befindet, auf einem Weg oder einer Straße entlangfährt und/oder für eine Bewegung entlang eines gewünschten Weges bereit ist.
Bei 504 werden eine oder mehrere anfängliche Stickoxidmessungen erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen werden die anfänglichen Stickoxidmessungen durch einen oder beide der Stickstoffoxidsensoren 206, 220 der 2 und 3 gemessen und werden an den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 bereitgestellt. In einer Ausführungsform werden die Messungen über den zweiten Stickoxidsensor 220 erhalten. Wie weiter unten dargelegt, wird/werden in verschiedenen Ausführungsformen die Anfangsmessung(en) von Schritt 504 nachfolgend über das Verfahren 500 aktualisiert, um zum Beispiel den Ammoniakschlupf für die SCR-Einheit 218 unter Verwendung verschiedener anderer Parameterwerte und eines oder mehrerer kinetischer Modelle zu berücksichtigen. (wie unten erörtert).
Bei 506 werden eine oder mehrere Stickoxidsensortemperaturen von den Temperatursensoren 222 in 2 geschätzt und an den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 bereitgestellt.
Bei 508 wird eine Strömungsrate für einen oder mehrere Stickoxidsensoren erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Strömungsraten für einen oder beide der Stickoxidsensoren 206, 220 durch Messen der Motorabgasströmungsrate 209 in 2 gemessen und an den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird die Strömungsrate für den zweiten Stickoxidsensor 220 durch Messen der Motorabgasströmungsrate 209 in 2 gemessen und an den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 bereitgestellt.
Bei 510 werden eine oder mehrere SCR-Temperaturen erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen werden die SCR-Temperaturen für die SCR-Einheit 218 von 2 durch den zweiten Temperatursensor 222 gemessen, der in oder nahe des kontinuierlichen Gasstroms 219 von der SCR-Einheit 218 angeordnet ist, und an den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 bereitgestellt.
In bestimmten Ausführungsformen werden bei 512 ein oder mehrere Katalysatoreingangswerte erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Katalysatoreingangswerte über das Steuersystem 216 und/oder das Dosiermodul 214 von 2 in Bezug auf die Menge oder Konzentration des Katalysators (z. B. Ammoniak oder NH₃) erhalten, die über die Ammoniakeinspritzung 213 in den Abgasstrom eingespritzt wird und dem Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 bereitgestellt.
In bestimmten Ausführungsformen wird bei 513 auch ein Ammoniakabdeckungsgrad erhalten. In einer Ausführungsform wird der Ammoniakabdeckungsgrad über das Ammoniakkonzentrationsmodell 217 von 2 geschätzt und umfasst einen Abdeckungsgrad von Ammoniak (z. B. NH3) auf einer Oberfläche der SCR-Einheit 218. In einer Ausführungsform wird der Ammoniakabdeckungsgrad auch dem Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 bereitgestellt.
Zusätzlich können in bestimmten Ausführungsformen bei 514 ein oder mehrere Ammoniak-Schlupfwerte (z. B. NH₃-Schlupfwerte) erhalten werden. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Ammoniakschlupfwerte entweder abgeschätzt oder durch den Ammoniaksensor 224 von 2 gemessen und beziehen sich auf eine Ammoniakschlupfmenge über die SCR-Einheit 218 von 2.
In bestimmten Ausführungsformen werden bei 516 ein oder mehrere kinetische Stickoxidsensormodelle erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen sind die kinetischen Stickoxidsensormodelle in dem Speicher 404 von 4 als darin gespeicherte Werte 416 gespeichert und werden bei 516 durch den Prozessor 402 von 4 abgerufen. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen das eine oder die mehreren kinetischen Stickoxidsensormodelle auch Reaktionsmodelle, die die oben in Verbindung mit 3 erörterten Reaktionen 310, 318 beinhalten, zusammen mit verschiedenen Gleichungen, einschließlich:
eine kinetische Gleichung des NOx-Sensor der ersten Ordnung, nämlich: ${\dot{C}}_{N O x, s e n} = Q_{s e n} C_{N O x} - Q_{s e n} C_{N O x, s e n} + k e^{- \frac{E}{T}} C_{N H 3} C_{O 2}$

eine stationäre Reaktion, nämlich: $C_{N O x, s e n} = C_{N O x} + k \frac{1}{Q_{s e n}} e^{\frac{E}{T}} C_{N H 3} = C_{N O x} + k (T) \frac{1}{Q_{s e n}} e^{\frac{E}{T}} C_{N H 3}$
Oder bei der Polynom-Erweiterung: $C_{N O x, s e n} = C_{N O x} + a_{1} C_{N H 3} \cdot T + a_{2} C_{N H 3} \cdot T^{2} + a_{3} C_{N H 3} \cdot T^{2} \frac{1}{Q_{s e n}}$
und eine NOx-Sensorgastemperatur-Gleichung, nämlich: $T (sen_gas) = T_{SCR_gas}) = T_{SRC_gas} + h (973 - T_{SCR_gas}),$
worin Q_sen eine Strömungsgeschwindigkeit des Stickoxidsensors darstellt, T eine Temperatur des Gasstroms im Stickoxidsensor darstellt, C einen Konzentrationswert für verschiedene Parameter darstellt (z. B. NH₃ und NOx), h gleich einer Sensorkonvektionsrate (z. B. konsistent mit einer NOX-Sensor-Heiztemperatur von 700 Grad Celsius) ist, E eine Aktivierungsenergie repräsentiert und k gleich einem bekannten Koeffizienten als eine Funktion der Temperatur ist. Dementsprechend umfasst in einer Ausführungsform das Stickoxidsensormodell ein dynamisches, physikalisch-basiertes, nichtlineares Reaktionsmodell, das sich sowohl mit der Temperatur als auch mit der Abgasströmungsrate schnell ändert und sich daher in einer dynamischen Weise entsprechend diesen Bedingungen sehr schnell ändert. Dadurch können potenziell genauere und/oder schnellere Ergebnisse im Vergleich zu bestehenden Modellen erzielt werden (z. B. im Vergleich zu einem linearen statischen Modell).
Zusätzlich werden in bestimmten Ausführungsformen bei 518 ein oder mehrere SCR-Kinetikmodelle erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen sind die SCR-Kinetikmodelle in dem Speicher 404 von 4 als darin gespeicherte Werte 416 gespeichert und werden bei 518 durch den Prozessor 402 von 4 abgerufen. In verschiedenen Ausführungsformen enthalten das eine oder die mehreren SCR-Modelle verschiedene Gleichungen, einschließlich der folgenden: ${\dot{x}}_{1} = - Q x_{1} - r_{r e d_1} C_{O 2} Θ θ x_{1} - r_{r e d_2} Θ C_{N O x} x_{2} + Q C_{N O x, i n}$
${\dot{x}}_{2} = - (r_{r e d} C_{N O x} C_{O 2} + r_{o x} + r_{d e}) x_{2} + r_{a d} (1 - θ) x_{3}$
${\dot{x}}_{3} = - Q x_{3} - r_{a d} Θ+ (r_{d e} Θ+ r_{a d} Θ C_{N H 3}) x_{2} + Q C_{N H 3, i n}$
${\dot{x}}_{4} = - Q_{s e n} x_{4} + Q_{s e n} x_{1} + f (T, Q_{s e n}) e^{(- E / T)} x_{3}$
$y_{N O x_s e n} = V Q_{s e n} \cdot M_{N O x} x_{4}$
Oder vereinfachtes Modell ${\dot{x}}_{1} = - Q x_{1} - r_{r e d_1} C_{O 2} Θ θ x_{1} - r_{r e d_2} Θ C_{N O x} x_{2} + Q C_{N O x, i n}$
${\dot{x}}_{2} = - (r_{r e d} C_{N O x} C_{O 2} + r_{o x} + r_{d e}) x_{2} + r_{a d} (1 - θ) x_{3}$
${\dot{x}}_{3} = - Q x_{3} - r_{a d} Θ+ (r_{d e} Θ+ r_{a d} Θ C_{N H 3}) x_{2} + Q C_{N H 3, i n}$
$y_{N O x_s e n} = x_{1} + f (T, Q_{s e n}) e^{(- E / T)} x_{3}$
worin Q_sen eine Strömungsgeschwindigkeit der Stickoxide darstellt, T eine Temperatur des NOx-Sensors darstellt, C einen Konzentrationswert für verschiedene Parameter (z. B. NH₃ und NOx) darstellt, E eine Aktivierungsenergie repräsentiert und θ einen Abdeckungsgrad für eine Oberfläche durch den Ammoniak repräsentiert. Die Zustandsvariablen x₁stellen die NOx-Konzentration dar, x₂ repräsentiert den Ammoniakabdeckungsgrad auf dem Katalysator, x₃ stellt NH3-Konzentration dar, x₄ stellt die NOx-Konzentration dar ${\overset{_{.}}{x}}_{1,} {\overset{_{.}}{x}}_{2,}, {\overset{_{.}}{x}}_{3}, {\overset{_{.}}{x}}_{4}$
sind Ableitungen der Zustandsvariablen. Die Reaktionsrate von Zustand x₁ und x₃ ist wesentlich schneller als die von x₂. Daher können der Einfachheit halber in der obigen Gleichung die Ableitungen von x₁ und x₃ auch auf null gesetzt werden, ihre entsprechenden Gleichungen werden zu den algebraischen Gleichungen. r_rot ist die NOx-Reduktionsrate des Katalysators, die eine Funktion der Temperatur T ist, r_ox ist die Ammoniakoxidationsrate, r_ad ist die Ammoniakadsorptionsrate, rde ist die Ammoniak-Desorptionsrate, V ist das Katalysatorvolumen, M_NOx ist das Molekulargewicht von NOx, Ω ist die maximale Kapazität des Katalysators, die Ammoniak speichern kann, Θ ist der Ammoniakabdeckungsgrad, der äquivalent ist zu x₂. Es gibt verschiedene Verfahren zum Modellieren von SCR-Katalysatoren, beispielsweise kann NOx auch als zwei getrennte Gleichungen auf der Basis von NO und NO2 modelliert werden, oder anstelle von Differentialgleichungen kann das SCR-Modell als Differenzgleichungen modelliert werden. Jedes SCR-Kinetikmodell, das mehrere Bausteine aufweist (d. h. ein SCR-System ist in mehrere hintereinander geschaltete Untersysteme unterteilt), kann mit dem kinetischen Modell des NOx-Sensors kombiniert werden, um einen vollständigen Satz von Gleichungen zu bilden, die sowohl die SCR- als auch die NOx-Sensordynamik beschreiben, um einen Kalman-Filter zur Abschätzung ihrer Zustandsvariablen auszubilden.
In bestimmten Ausführungsformen werden bei 520 auch das kinetische Modell des Stickoxidsensors und das SCR-Kinetikmodell kombiniert, um einen erweiterten oder nichtlinearen Kalman-Filter zum Schätzen aller Zustandsvariablen auszubilden, wobei der Kalman-Filter nicht vom Anfangswert des Ammoniakabdeckungsgrads abhängt, der normalerweise nicht genau bekannt ist. In einer Ausführungsform ist der Kalman-Filter in dem Speicher 404 von 4 als ein oder mehrere gespeicherte Werte 416 davon gespeichert und wird über den Prozessor 402 von 4 bei 520 abgerufen. In verschiedenen Ausführungsformen verwendet der Kalman-Filter, als Eingaben, Ammoniakeingangsgrößen von Schritt 512 (z. B. die Menge an Ammoniak, die vor dem Eintritt in die SCR-Einheit 218 in den Gasstrom 209 eingespritzt wird) zusammen mit der Strömungsrate, der ersten Temperatur, und die zweite Temperatur und NOx aus dem Motor als zusätzliche Eingaben. In einer Ausführungsform werden die Stickoxidsensortemperatur von 506, die Strömungsrate von 508 und die SCR-Temperatur von 510, zusammen mit anderen Parametern, als Eingaben in den Kalman-Filter verwendet. Zusätzlich beinhalten in einer Ausführungsform die Ergebnisse des Kalman-Filters die folgenden geschätzten Zustände:

x₁:: geschätztes tatsächliches Nox aus SCR
x₂:: Ammoniakabdeckungsgrad
x₃ :: geschätzter Ammoniakschlupf
x̂₃:: Nox-Sensornzessung

Insbesondere beinhalten in einer Ausführungsform die Parameter des Kalman-Filters eine tatsächliche Stickoxidkonzentration, einen Ammoniakabdeckungsgrad (z. B. von 513), einen geschätzten Ammoniakschlupf von der SCR-Einheit 218 (z. B. von 514) und eine anfängliche Stickoxidmessung. (z. B. von 504).
Bei 522 wird das Ergebnis des ersten Kalman-Filterzustands, nämlich die tatsächliche Stickoxidkonzentration, als ein aktualisierter Wert des anfänglichen Stickoxidkonzentrationswerts von 504 angenommen. In verschiedenen Ausführungsformen wird der aktualisierte Stickoxidkonzentrationswert von 504 vom Steuersystem 216 der 2 und 4 (einschließlich des Prozessors 402 davon von 4) zum Betrieb des Antriebssystems 110 verwendet.
In bestimmten Ausführungsformen wird ein aktualisierter Stickoxidkonzentrationswert unter Verwendung eines oder mehrerer alternativer Ansätze bei 524 geschätzt oder aktualisiert, wenn ein zusätzlicher NH3-Sensor 224 in 2 verfügbar ist, um die Menge an NH3 zu messen, die aus dem SCR-Katalysator schlüpft ist. In bestimmten Ausführungsformen wird der gemessene Ammoniakkonzentrationsschlupf 224 für die SCR-Einheit 218 von 2 als die NH3-Werteingabe in 514 verwendet, über den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4.
In einer solchen Ausführungsform von 524 wird ein Gleitmodusbeobachtungsmodell gemäß den folgenden Gleichungen verwendet:
worin Q eine Strömungsgeschwindigkeit darstellt, T eine Temperatur der Gasströmung in dem Stickoxidsensor darstellt, C einen Konzentrationswert für verschiedene Parameter darstellt (z. B. O₂ und NOx) und E eine Aktivierungsenergie repräsentiert. k ist die Funktion der Temperatur T, m ist der Beobachtergewinn, der als eine Funktion der NOx-Sensormessung kalibriert werden kann, Zeichen (*) ist die Zeichenfunktion, die gleich eins ist, wenn die Variable innerhalb des Zeichens größer oder gleich Eins ist, andernfalls gleich negativ Eins. y ist der Beobachterzustand.
In einer anderen Ausführungsform von 524 wird ein Rückmeldungslinearisierungsmodell gemäß den folgenden Gleichungen verwendet: $\dot{y} = - Q y + k e^{\frac{E}{T}} C_{N H 3} C_{O 2} + Q {\hat{C}}_{N O x}$
$Q {\hat{C}}_{N O x} = Q y - k e^{- \frac{E}{T}} C_{N H 3} C_{O 2} + k_{1} (C_{N O x, s e n} - y) + k_{2} \int (C_{N O x, s e n} - y) + {\dot{C}}_{N O x, s e n}$
worin Q eine Strömungsgeschwindigkeit des Stickoxidsensors darstellt, T eine Temperatur der Gasströmung in dem Stickoxidsensor darstellt, C einen Konzentrationswert für verschiedene Parameter darstellt (z. B. O₂, NH₃ und NOx) und E eine Aktivierungsenergie repräsentiert. k ist die Funktion der Temperatur T, k₁ und k₂ sind Proportional- und Integrationsgewinne des Beobachters.
Zusätzlich wird bei 526 ein Ammoniakschlupfwert ermittelt. In verschiedenen Ausführungsformen wird der Ammoniakschlupfwert bei 526 über den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 basierend auf der anfänglichen Stickoxidkonzentrationsmessung von 504 und dem aktualisierten oder eingestellten Stickoxidwert bei 524 oder 526 (abhängig vom/von den verwendeten Modell(en)) ermittelt. In einer solchen Ausführungsform repräsentiert ein Ammoniakschlupfwert eine Ammoniakschlupfmenge über die SCR-Einheit 218 von 2, und wird über den Prozessor 402 als eine Differenz zwischen der anfänglichen Stickoxidmessung von 504 und der eingestellten Stickoxidmessung von 524 oder 526 geschätzt.
Bei 528 wird ermittelt, ob der Ammoniakschlupf von 526 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, zum Beispiel 10 ppm. In einer Ausführungsform wird diese Bestimmung durch den Prozessor 402 des Steuersystems 216 von 4 durchgeführt. Wenn ermittelt wird, dass der Ammoniakschlupf von 526 größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, wird die Ammoniakeinspritzung bei 530 eingestellt. Genauer gesagt, reduziert das Steuersystem 216 von 2 (z. B. der Prozessor 402 davon von 4) in einer Ausführungsform bei 530 die Ammoniakeinspritzung 213 von 2 über das Dosiermodul 214 von 2, um den überschüssigen Ammoniakschlupf zu berücksichtigen. In einer Ausführungsform wird die Reduktion der Ammoniakeinspritzung 213 entweder in einer einzelnen Wiederholung oder in mehreren Wiederholungen durchgeführt, bis der Ammoniakschlupf von 526 geringer als der vorbestimmte Schwellenwert von 526 ist. Umgekehrt, wenn der Ammoniakschlupf von 526 kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert von 526 ist, dann endet das Verfahren in bestimmten Ausführungsformen bei 532 (oder kehrt bei anderen Ausführungsformen in einer neuen Wiederholung zu 504 zurück).
Dementsprechend werden Verfahren, Systeme und Fahrzeuge bereitgestellt, die aktualisierte Stickoxidsensormessungen für Fahrzeugantriebssysteme erzeugen. In verschiedenen Ausführungsformen berücksichtigen die aktualisierten Messungen den Ammoniakschlupf in einer SCR-Einheit des Fahrzeugs. Zusätzlich wird in bestimmten Ausführungsformen eine Ammoniakeinspritzmenge für die SCR-Einheit eingestellt, um den Ammoniakschlupf auszugleichen.
Es versteht sich, dass die offenbarten Verfahren, Systeme und Fahrzeuge von denjenigen abweichen können, die in den Figuren dargestellt und hierin beschrieben sind. Zum Beispiel können das Fahrzeug 100, das Antriebssystem 110 und/oder verschiedene Komponenten davon von denjenigen in 1-4 dargestellten und in Verbindung damit beschriebenen abweichen. In ähnlicher Weise versteht es sich, dass das Verfahren 500 vom in 5 dargestellten abweichen kann und/oder dass einer oder mehrere Schritte gleichzeitig oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge unter anderen möglichen Variationen erfolgen können, als es in 5 dargestellt ist.
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der hinzugefügten Patentansprüche und deren rechtlichen Entsprechungen abzuweichen.

Claims

Verfahren, umfassend: das Erhalten eines Stickoxidkonzentrationswerts, der eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit) eines Antriebssystems für ein Fahrzeug betrifft; das Verwenden des Stickoxidkonzentrationswerts als eine Eingabe für ein oder mehrere kinetische Modelle, die sich auf das Antriebssystem beziehen, über einen Prozessor, um eine kinetische Modellausgabe aus dem einen oder den mehreren kinetischen Modellen zu erzeugen; das Erhalten einer anfänglichen Stickoxidkonzentrationsmessung über einen Stickoxidsensor des Antriebssystems; und das Schätzen eines aktualisierten Werts für die anfängliche Stickoxidmessung über den Prozessor basierend auf der Ausgabe des kinetischen Modells.
Verfahren nach Anspruch 1, worin: der Schritt des Verwendens des Stickoxidkonzentrationswerts als eine Eingabe das Verwenden des Stickoxidkonzentrationswerts als eine Eingabe für ein Reaktionsmodell des Stickoxidsensors über den Prozessor, Erzeugen eines Stickoxidsensorreaktionsmodellausgangs vom Reaktionsmodell der Stickoxidsensor umfasst; und der Schritt des Schätzens eines aktualisierten Werts das Schätzen des aktualisierten Werts für die anfängliche Stickoxidmessung über den Prozessor basierend auf der Ausgabe des Stickoxidsensorreaktionsmodells umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das Stickoxidsensorreaktionsmodell ein dynamisches, physikalisch basiertes, nichtlineares Reaktionsmodell umfasst, das von der Temperatur und der Abgasströmungsrate abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin: der Schritt des Verwendens des Stickoxidkonzentrationswerts als eine Eingabe umfasst: das Verwenden des Stickoxidkonzentrationswerts als eine erste Eingabe für ein kinetisches Modell der SCR-Einheit über den Prozessor, Erzeugen einer SCR-kinetischen Modellausgabe aus dem kinetischen Modell der SCR-Einheit; und das Verwenden des Stickoxidkonzentrationswerts als eine zweite Eingabe für ein Reaktionsmodell des Stickoxidsensors über den Prozessor, Erzeugen eines Stickoxidsensorreaktionsmodells, das vom Reaktionsmodell des Stickoxidsensors ausgegeben wird; und der Schritt des Schätzens eines aktualisierten Werts das Schätzen des aktualisierten Werts für die anfängliche Stickoxidkonzentrationsmessung über den Prozessor basierend auf sowohl der SCR-kinetischen Modellausgabe als auch der Stickoxidsensorreaktionsmodellausgabe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin: der Schritt des Erhaltens eines Stickoxidkonzentrationswerts das Erhalten eines Harnstoffeinspritzwertes, der zu einer in die SCR-Einheit eingespritzten Harnstoffmenge gehört, umfasst; der Schritt des Verwendens des Stickoxidkonzentrationswerts das Verwenden des Harnstoffeinspritzwerts als eine Eingabe für einen Kalman-Filter des einen oder der mehreren kinetischen Modelle über den Prozessor, Erzeugen eines Kalman-Filterausgangs umfasst; und der Schritt des Schätzens eines aktualisierten Werts das Schätzen des aktualisierten Werts für die anfängliche Stickoxidmessung über den Prozessor basierend auf der Kalman-Filterausgabe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend: das Messen einer Strömungsrate für den Stickoxidsensor; das Messen einer ersten Temperatur des Stickoxidsensors; und das Messen einer zweiten Temperatur der SCR-Einheit; worin der Schritt des Verwendens des Stickstoffoxidkonzentrationswerts das Verwenden des Harnstoffeinspritzwerts zusammen mit der Strömungsrate, der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur als Eingaben für den Kalman-Filter des einen oder der mehreren kinetischen Modelle über den Prozessor, Erzeugen der Kalman-Filterausgabe umfasst; und worin der aktualisierte Wert für die anfängliche Stickoxidmessung über den Prozessor basierend auf der Kalman-Filterausgabe geschätzt wird, die jede der Strömungsraten, der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur als Eingaben verwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin: der Schritt des Erhaltens eines Stickoxidkonzentrationswerts das Erhalten eines Ammoniakkonzentrationswerts von der SCR-Einheit umfasst; der Schritt des Verwendens des Stickoxidkonzentrationswerts umfasst, dass der Ammoniakkonzentrationswert als eine Eingabe für ein Gleitmodusbeobachter-Kinetikmodell über den Prozessor verwendet wird, um ein Gleitmodusbeobachter-Kinetikmodellausgangssignal zu erzeugen; und der Schritt des Schätzens eines aktualisierten Werts das Schätzen des aktualisierten Werts für die anfängliche Stickoxidmessung über den Prozessor basierend auf dem Gleitmodusbeobachter-Kinetikmodellausgangssignal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin: der Schritt des Erhaltens eines Stickoxidkonzentrationswerts das Erhalten eines Ammoniakkonzentrationswerts von der SCR-Einheit umfasst; der Schritt des Verwendens des Stickstoffoxidkonzentrationswerts das Verwenden des Ammoniakkonzentrationswerts als eine Eingabe für ein Rückmeldungslinearisierungs-Beobachterkinetikmodell über den Prozessor, Erzeugen eines Rückmeldungslinearisierungsbeobachter-Kinetikmodellausgangs umfasst; und der Schritt des Schätzens eines aktualisierten Werts das Schätzen des aktualisierten Werts für die anfängliche Stickoxidmessung über den Prozessor basierend auf der kinetischen Modellausgabe des Rückmeldungslinearisierungsbeobachters umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt des Schätzens des aktualisierten Werts das Schätzen eines Ammoniakschlupfs für die SCR-Einheit umfasst; und das Verfahren ferner umfassend: das Ermitteln, ob der Ammoniakschlupf größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist; und das Verringern einer Harnstoffmenge, die über den Prozessor in die SCR-Einheit eingespritzt wird, wenn der Ammoniakschlupf größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
System, umfassend: einen Speicher, der dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere kinetische Modelle zu speichern, die sich auf ein Antriebssystem für ein Fahrzeug beziehen; und ein Prozessor, der so konfiguriert ist, dass er mindestens Folgendes erleichtert: das Erhalten eines Stickoxidkonzentrationswerts, der eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit) des Antriebssystems betrifft; das Erhalten einer anfänglichen Stickoxidkonzentrationsmessung über einen Stickoxidsensor des Antriebssystems; das Verwenden des Stickoxidkonzentrationswerts als eine Eingabe für das eine oder die mehreren kinetischen Modelle, die sich auf das Antriebssystem beziehen, um eine kinetische Modellausgabe aus dem einen oder den mehreren kinetischen Modellen zu erzeugen; und das Schätzen eines aktualisierten Werts für die anfängliche Stickoxidmessung basierend auf der kinetischen Modellausgabe.